[发明专利]一种频率可调的薄膜体声波谐振器及其制备方法

权利要求书

1.一种频率可调的薄膜体声波谐振器，其特征在于，包括衬底、空气隙、电极和压电层的三明治结构及电极引出层；所述衬底与所述电极和压电层的三明治结构连接，衬底与所述电极和压电层的三明治结构的连接面向衬底内凹陷，形成空气隙；所述电极引出层与所述电极和压电层的三明治结构连接；所述电极和压电层的三明治结构包括底电极、压电层、中间电极及顶电极，电极与压电层相间排布形成三明治结构，所述底电极上层叠压电层，所述中间电极被压电层包裹，顶电极层叠在压电层上；所述压电层及中间电极的数量均为n个，n为整数且n的取值≥1。

2.根据权利要求1所述的频率可调的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述电极和压电层的三明治结构中的底电极和中间电极均通过电极引出层与外界偏置电压源相连。

3.根据权利要求1所述的频率可调的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述电极和压电层的三明治结构中不同的电极的电位设置为相同极性或相反极性。

4.根据权利要求1所述的频率可调的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述衬底为单晶Si；所述压电层为压电薄膜，所述压电层为PZT、AlN、ZnO、CdS、LiNbO₃中的一种以上；所述底电极、中间电极和顶电极均为金属电极层，所述金属电极层为Pt、Mo、W、Ti、Al、Au、Ag中的一种以上。

5.根据权利要求1所述的频率可调的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述压电层的厚度为500nm-3μm；所述顶电极、中间电极和底电极的厚度为20nm-1μm。

6.根据权利要求1所述的频率可调的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述电极引出层的厚度为0.3-1μm。

7.根据权利要求1所述的频率可调的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述空气隙的深度为0.5-2μm。

8.一种制备权利要求1-7任一项所述的频率可调的薄膜体声波谐振器的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)对衬底进行刻蚀得到凹槽，在凹槽中沉积SiO₂作为填充层；

(2)在步骤(1)所述填充层上沉积金属电极，并进行图形化处理，得到所述底电极；

(3)在步骤(2)所述底电极上沉积n个压电层、n个中间电极及一个顶电极，n为整数且n的取值≥1，电极与压电层相间，底电极、压电层、中间电极及顶电极形成三明治结构，得到所述电极和压电层的三明治结构；

(4)在压电层上刻蚀出电极引出的通孔并沉积金属得到电极引出层；

(5)刻蚀连通下方填充层的通孔并释放填充层得到空气隙，得到所述频率可调的薄膜体声波谐振器。

9.根据权利要求8所述的频率可调的薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述沉积SiO₂的方法为PECVD；步骤(2)所述沉积金属电极的方法为磁控溅射或蒸镀；步骤(3)所述沉积压电层的方法包括PVD、MOCVD、PLD、ALD中的一种以上。

10.根据权利要求8所述的频率可调的薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，在压电层上刻蚀出电极引出的通孔的方法为利用掩膜刻蚀或光刻；所述掩膜的材料为SiO₂或者光刻胶；沉积金属得到电极引出层的方法为蒸镀或磁控溅射。